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材料是工业发展的基石,晶体生长技术是材料科学的基础学科。晶体生长技术中,提拉法、坩埚下降法、浮区法(Cz法,Bridgman法,和Floating Zone法)已经被广泛的应用于研究和工业生产中,被公认为是经典实用的生长技术。随着激光、能源、信息、航天等一大批高新技术的发展,工业上需要具有更多不同特殊形态和性质的人工晶体,纤维晶体以其长径比高,晶向组织好,特殊的机械性能和力学性能等一系列优异的性质走进研究人员视野。上世纪90年代,微下拉法晶体生长由Tohoku大学Fukuda实验室创立,并得到了长足的发展,晶体材料相继在微下拉法晶体生长设备上成功生长,比如Si、LiNbO3、Y3Al5O12和Al2O3(sapphire)。另外,由于微下拉法晶体生长周期短,所需原料少,在研发新型晶体材料时可以节约大量时间成本和金钱,是现在研究新型晶体材料的重要手段之一。目前,微下拉技术主要集中在日本、法国、意大利等国家,国内尚未有成熟的技术,所以微下拉设备的研制应当得到我国晶体研究人员的重视。 本论文依据微下拉晶体生长工艺的要求,在课题组多年晶体研究工作的基础上自主研制微下拉晶体生长设备。通过坩埚和模具系统、温场保温系统、微下拉系统、炉膛真空系统、电源控制系统五大主要部分的研发,研制出试验样机,经过调试和晶体试样制备,对设备进行了参量优化,达到了较为理想的工作状态。 本课题还利用研发的微下拉晶体生长设备进行晶体试生长,成功生长出LiNbO3和α-BBO晶体,摸索出微下拉晶体生长晶体的一般工艺方法。